Panneaux solaires recyclés en nanofils d’argent pour réduction catalytique du CO2 et électrodes transparentes // Silver nanowires synthesized from end-of-life solar panels for CO2 reduction and transparent electrodes

Les nanofils d’argent (AgNW) et leurs réseaux sont des nanomatériaux aux propriétés remarquables : conductivité électrique et thermique record à l’ambiante, et bonne stabilité chimique. Ils sont fabriqués à l’échelle industrielle et utilisés comme électrodes ou films chauffants transparents. Deux applications plus récentes et prometteuses concernent la catalyse de réduction du CO2 et les films de faible émissivité infra-rouge.
Ce projet de thèse vise à synthétiser les AgNW à partir d’argent recyclé issus de panneaux solaires en fin de vie, dans une approche de « chimie verte ». La qualité du nanomatériau produit sera directement testée dans deux dispositifs pertinents : les films de faible émissivité dans l'IR pour la réduction des pertes de chaleur par rayonnement, et en électrolyseur de réduction du CO2 pour la filière des électrocarburants, dits e-fuels. On s’attachera à comprendre les bases fondamentales de l’impact des impuretés sur la synthèse des AgNWs, mais aussi leur effet sur les propriétés physiques des réseaux de AgNWs, leur stabilité sous stress et leurs performances en catalyse.

Le/la doctorante sera embauchée au CEA de Grenoble, dans le laboratoire SyMMES, un laboratoire de recherche fondamentale spécialisé en synthèse de nanomatériaux et étude de dispositifs pour l’énergie, cellules solaires, batteries et électrolyse/photocatalyse. Le travail sera partagé avec le laboratoire LMGP du Grenoble INP, spécialisé dans l’élaboration et l’étude de matériaux et leur implémentation dans des dispositifs de type couche mince ou détecteurs. Le SyMMES et le LMGP appartiennent à l’Université Grenoble Alpes et accueillent des équipes largement internationales. Ce projet sera par ailleurs mené en collaboration avec une entreprise industrielle locale de recyclage.
On recherche une/un étudiant titulaire d’un Master 2 en chimie ou physique avec des compétences en nanomatériaux, électrochimie ou physico-chimie, et en sciences de base pour l’énergie, avec un fort goût de l’innovation et du travail collaboratif. Une bonne maitrise de l'anglais est importante.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Silver nanowires (AgNW) networks are remarkable materials with both the highest electrical and thermal conductivity at ambient temperature, and a good chemical stability. They are used in transparent electrodes, for instance in organic solar cells, heating films or electrochromic devices. Their synthesis has been upscaled at the industrial level with high yield and reproducibility. More recently, they also found promising applications in low-emissivity layers on windows, and in catalysis of CO2 reduction at ambient temperature as a selective electrocatalyst.
In this PhD project, we will turn to recycled sources of silver from dismantled end-of-life silicon solar panels for the synthesis of AgNWs, in a “green chemistry” approach. The quality of the nanomaterial will be checked directly in two relevant devices, namely IR-low-emissivity films for reduction of heat loss, and electroreduction of CO2 for the production of e-fuels. The project will focus on understanding the fundamental basis of the impact of impurities on the synthesis of AgNWs, the physical properties of the AgNW networks, their stability under electrical stress or chemical wear, and their performance as active material in the devices.

The work will take place in Grenoble, the second scientific hub in France. The PhD student will be hired by CEA, a major French research institution with a high focus on alternative energies. He/she will join the fundamental research lab SyMMES, expert in nanomaterial design and energy devices such as solar cells, batteries and electrolyzers. She/he will work in co-supervision in the partner lab LMGP expert in materials science, synthesis and implementation at Grenoble INP. SYMMES and LMGP belong to University Grenoble Alpes and host widely international teams. The project will be actively supported by a local industrial recycling company.
Applicants should hold a Master 2 degree in chemistry, physics or materials science with skills in nanomaterials, electrochemistry or physical chemistry and in basic science for energy. Good English proficiency and a strong interest for innovation and collaborative work are expected.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Service : DIESE
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Chimie et Sciences du Vivant (EDCSV)
Directeur de thèse : CHENEVIER Pascale
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRIG//SYMMES
URL : https://www.symmes.fr/Pages/Pascale-Chenevier.aspx
URL : https://www.symmes.fr/
URL : https://lmgp.grenoble-inp.fr/fr/annuaire/m-bellet-daniel

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Service : DIESE

Master 2 degree in chemistry, physics or materials science